Введение к работе
Актуальность исследования. С дополнительным респираторным сопротивлением (ДРС) человек сталкивается в различных физиологических, а также и патологических ситуациях, возникающих вследствие сужения воздухоносных путей на фоне заболеваний бронхо-легочного аппарата (Чучалин А.Г., 1992; Cibella F. et. al, 1994; Isenberg S. et al, 1997; Grippi MA, 2000); при использовании разного рода защитных масок, респираторов, а также при работе в гипербарической среде (Беннет П.Б. и др., 1988; Бреслав И.С. и со-авт., 1988; Бреслав И.С. и др., 2000; Cherniack N.S., 1992; Мша S.R. et al,
1996). Это обусловливает рост числа исследований, посвященных анализу закономерностей и механизмов реакций респираторного аппарата при острой или хронической бронхообструкции (McQuaid E.L. et al, 1996; Brack Т. et al,
1998; Calabrese P. et al, 1998; Laghi F. et al, 1998; Gorman R.B. et al, 1999; Knafelc M., 1999; Kellerman B.A. et al, 2000; Moy M.L., et al, 2000).
Относительно хорошо изучены специфические реакции адаптации организма к ДРС (Gallagher C.G. et al. 1989; Yanos J. et al, 1990; Бреслав И.С, Ce-гизбаеваМ.О., Исаев Г.Г. 2000). Известно, что основными физиологическими реакциями на ДРС являются изо- или гиповентиляция, уменьшение частоты дыхательных движений при увеличении дыхательного объема, "уплощенные" и затянутые фазы дыхания на фоне усиленной работы респираторной мускулатуры (Ковтун Л.Т. и др., 1998; Сегизбаева МО., Исаев Г.Г., 2000; James R.H., 1976). Менее изучены адаптивные изменения, возникающие в ответ на резистивные респираторные нагрузки в целостном организме, в рамках системных и межсистемных взаимодействий. Исследованиями, проведенными Ю.Ю. Бяловским (1996), удалось выявить важнейшие поведенческие и вегетативные реакции человека, возникающие на действие резистив-ных дыхательных нагрузок, и сформулировать концепцию системной организации адаптации к ДРС.
Любое воздействие на организм сопровождается включением не только специфических, но и неспецифических механизмов защиты, направленных на поддержание гомеостазиса и физиологических функций (Селье Г., 1977; Меерсон Ф.З., 1993 и др.). Однако неспецифические механизмы адаптации к ДРС в рамках общеадаптационного синдрома исследованы недостаточно. В работах сотрудников кафедры СА Шустовой, Е.Ю. Сафоновой, СВ. Була-тецкого было показано, что в реакциях адаптации к ДРС участвуют неспецифические механизмы. Исследованием СА Шустовой (2001) было показано, что гомеостатический субрезультат функциональной системы (ФуС) адаптации к ДРС включает параметры гемостазиса, показатели антиокислительной активности, уровень биогенных аминов и др. Было высказано предположение, что механизмы оптимизации гемостатических показателей при действии ДРС имеют собственную системную организацию.
Данное обстоятельство заставило нас осуществить поиск конкретных неспецифических адаптивных механизмов, обеспечивающих приспособление к разным величинам ДРС В качестве маркеров таких механизмов в настоя -
щей работе использованы показатели неспецифической резистентности организма.
В реакциях адаптации организма к факторам среды участвуют клеточные и гуморальные компоненты (конституциональные факторы) системы неспецифической защиты организма. К ним относят фагоцитирующие клетки, факторы системы комплемента, интерферон, лизоцим, белки острой фазы и некоторые другие. Конституциональные факторы, являясь эволюционно наиболее древним, крайне многообразны, а механизмы их функционирования вариабельны.
Большинство исследований, посвященных изучению реакций организма на резистивные нагрузки, выполнено на базе структурно-функционального подхода, т.е. изолированного анализа деятельности некоторых анатомо-физиологических систем. Этот подход в некоторой степени противоречит системному характеру реакций организма на ДРС, что требует использования системного исследовательского подхода (в частности, теории функциональных систем П.К.Анохина).
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования являлось проведение системного анализа механизмов неспецифической резистентности при реализации действий разных величинах дополнительного респираторного сопротивления.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
1. Определить влияние разных величин резистивной дыхательной нагрузки
на некоторые показатели неспецифической резистентности и выявить воз
можные различия в изменениях этих показателей на разных величинах до
полнительного респираторного сопротивления.
Изучить физиологические механизмы, лежащие в основе изменения показателей неспецифической резистентности на фоне действия разных величин дополнительного респираторного сопротивления.
Установить роль механизмов общего адаптационного синдрома в реакциях неспецифической резистентности при действии резистивных дыхательных нагрузок.
Исследовать влияние тонуса вегетативной нервной системы на показатели неспецифической резистентности при действии разных величин дополнительного респираторного сопротивления.
Определить внутри- и межсистемные взаимосвязи показателей жизнедеятельности организма, складывающиеся при адаптации к разным величинам резистивных дыхательных нагрузок.
Научная новизна. Проведенные исследования позволили впервые сформулировать представления о системной организации изменения показателей неспецифической резистентности в условиях меняющегося ДРС. В соответствии с этими представлениями, гомеостатический субрезультат функциональной системы адаптации к ДРС включает и изменение параметров неспецифической резистентности - обеспечение оптимального уровня неспецифических реакций, ответственных за включением неспецифической резистентности и активность стресс-лимитирующих или стресс-реализующих подсис-
тем. Избирательность включения механизмов саморегуляции ФуС определяется величиной действующей резистивной респираторной нагрузки: средние величины ДРС преимущественно стимулируют стресс-лимитирующие механизмы; высокие — запускают стресс-реализующие. ДРС величиной 40% РтШ11 вызывало торможение механизмов неспецифической резистентности. ДРС величиной 60% РшШ1 индуцировало активацию показателей неспецифической резистентности.
Практическая значимость. Концепция системной организации неспецифической резистентности в условиях дополнительного сопротивления дыханию, сформулированная на основании проведенных исследований, создает принципиальную возможность прогнозирования и коррекции функциональных состояний человека. В нашей работе установлено, что разные величины дополнительного респираторного сопротивления можно использовать для целенаправленного управления показателями неспецифической резистентности. Резистивные дыхательные нагрузки необходимо включать как элемент дыхательной гимнастики для избирательного управления метаболическими функциями легких и запуска стресс-реализующих или стресс-лимитирующих систем организма. Использование дополнительных респираторных сопротивлений для управления механизмами неспецифической резистентности имеет преимущества перед традиционной фармакологической коррекцией. Известные способы коррекции механизмов неспецифической резистентности, состоящие в применении фармакологических препаратов, оказывающих иммуностимулирующее или иммунодепрессивное действие, могут иметь побочные явления в виде непереносимости рядом пациентов лекарственных веществ. Кроме того, они сравнительно дороги, т.к. требуют расхода лекарственных веществ и средств для их введения. Разработанный в настоящем исследовании способ управления показателями неспецифической резистентности исключает побочные явления и существенно дешевле способов фармакологической коррекции.
Практическое значение работы состоит в том, что с помощью рези-стивных нагрузок можно управлять механизмами неспецифической резистентности, перекисным окислением липидов, антиокислительной активностью крови, тонусом вегетативной нервной системы. На основе теоретического обоснования параметров ДРС, проведены практические испытания эффективности способа коррекции неспецифической резистентности на основе серийно выпускаемых дыхательных тренажеров БВД-01. Полученные результаты и методические разработки могут найти применение в физиологии, иммунологии, патофизиологии, лечебной физкультуре, эргономике, физиологии и гигиене труда, пульмонологии.
Апробация работы. Основные результаты исследования представлялись на заседании Рязанского отделения Всероссийского общества патофизиологов (Рязань, 2004), Всероссийского общества физиологов им. И.П.Павлова (Рязань, 2004) и межкафедральном совещании кафедр патофизиологии, нормальной физиологии, физического воспитания и здоровья, фти-зиопульмонологии с курсом лучевой диагностики ГОУ ВПО «Рязанский
государственный медицинский университет Росздрава» от 29 апреля 2005 г.
Внедрение результатов исследования. По результатам проведенных
исследований выпущено 2 информационных листка Рязанского ЦНТИ — № 61-055-03 от 19.03.2003. и № 61-070-03 от 10.04.2003, результаты работы используются в педагогическом процессе на кафедре патофизиологии.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 научных трудов.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 166 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, результатов исследования, обсуждения результатов, выводов и списка литературы. Библиографический указатель содержит 351 наименований работ, из которых 189 на русском языке и 162 - на иностранном. Текст диссертации иллюстрирован 25 рисунками и 18 таблицами.
Положения, выносимые на защиту:
Различные величины резистивной дыхательной нагрузки избирательно изменяют показатели неспецифической резистентное.
Кратковременное применение дополнительного сопротивления дыханию величиной 40% от Pmma3l вызывало торможение, а величиной 60% Pmmax активировало механизмы неспецифической резистентности.
Изменения показателей неспецифической резистентности при действии разных величин дополнительного респираторного сопротивления реци-прокно связаны с динамикой перекисного окисления липидов, антиокислительной активностью крови, уровнем некоторых гормонов стресс-релизующей и стресс-лимитирующей систем, тонусом вегетативной нервной системы.
Реакция организма на возрастающее дополнительное респираторное сопротивление является системным феноменом, который проявляется последовательным вовлечением компонентов разных систем с увеличением напряженности их деятельности.
